嵌入式无线网络系统的研究

论文摘要

本文从系统角度讨论了嵌入式无线网络系统,设计了基于ARM平台的蓝牙无线网关,并在系统设计中进行了微带天线的设计. 首先,设计了圆形贴片多开槽加载短路针微带天线,天线能工作在2.4GHz和5.2GHz两个ISM频段,在VSW<=2的时候能达到增益6.8dBi(2.441GNz)和5.8dBi(5.2GHz),带宽为121MHz(2.4GHz)和205MHz(5.2GHz),能满足无线局域网的协议规定需要。 其次,设计了基于S3C4510B ATM7TDMI 32位核心处理器的嵌入式网络系统,系统资源为2M FLASH,16M的SDRAM,两个串口和一个100/10M的网络通信接口。支持JTAG片上调试系统,能够运行uClinux嵌入式操作系统. 最后,根据设计的ARM平台的系统资源移植了uClinux嵌入式操作系统,并编写了BootLoader代码,为无线通信协议栈对嵌入式操作系统的移植与调试做准备工作。 本文分为六章,第一章绪论,介绍论文研究意义和提出依据;第二章 讨论系统原理及蓝牙协议,并给出功能模块的划分和设计方案; 第三章 讨论了双频微带天线的设计并利用CST仿真软件进行仿真;第四章 讨论了S3C4510B ARMTDMI为系统核心处理器嵌入式系统设计;第五章讨论了嵌入式uClinux操作系统和操作系统的移植;第六章对整个设计进行了总结。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的提出
• 1.3 论文的相关研究
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 嵌入式无线网络系统的原理及设计
• 2.1 嵌入式无线网络系统设计
• 2.2 硬件系统层
• 2.3 网络协议层
• 2.3.1 蓝牙协议
• 2.3.1.1 射频
• 2.3.1.2 基带
• 2.3.1.3 链路管理协议（LMP）
• 2.3.1.4 逻辑链路控制和适配协议（L2CAP）
• 2.3.1.5 服务发现协议（SDP）
• 2.3.1.6 电缆替代协议（RFCOMM）
• 2.3.1.7 安全机制
• 2.3.2 局域网接入模型与网关
• 2.4 本章小结
• 第三章 嵌入式无线网络系统的双频微带天线设计
• 3.1 圆形微带天线的设计
• 3.1.1 圆形微带天线的分析方法-空腔模型理论
• 3.1.2 天线结构的计算
• 3.2 CST MICROAVE STDIO在天线设计中的应用
• 3.2.1 FIT算法的原理
• 3.2.2 CST设计天线
• 3.3 本章小结
• 第四章 嵌入式网络系统的硬件系统设计
• 4.1 S3C4510B与嵌入式系统设计
• 4.1.1 S3C4510B芯片介绍
• 4.2 系统晶振电路设计
• 4.3 FLASH存储器接口电路设计
• 4.4 SDRAM接口电路设计
• 4.5 串行接口电路设计
• 4.6 JTAG接口电路设计
• 4.7 10M／100M以太网接口电路
• 4.8 系统复位电路
• 4.9 ALPS蓝牙模块介绍
• 4.10 本章小结
• 第五章 嵌入式无线网络系统的软件设计
• 5.1 嵌入式uClinux操作系统简介
• 5.2 BootLoader的编写
• 5.2.1 Bootloader代码的作用及其流程
• 5.3 uClinux操作系统的移植
• 5.3.1 内核代码的改写
• 5.3.2 内核剪裁与编译
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 附录（一） 基于S3C4510BARM7TDMI的嵌入系统电路图
• 附录（二） 附录（二）ALPS蓝牙模块及无线局域网双频微带天线
• 研究生履历